Einfluss von mikrobiellen Produkten auf die Strukturchemie und die Chemodynamik von kovalent immobilisierten Rückständen von Xenobiotika assoziiert an bodenbürtigen Organo/Ton Komplexen (UBC)
Projektlaufzeit: 2007 - 2010
Leitung:
Dr. rer. nat. Burkhard Schmidt
Prof. Dr. rer. nat. Andreas Schäffer
Bearbeitung:
Auftraggeber:
DFG-Projekt SPP 1315
Projektpartner:
- Priv.-Doz. Dr. Jan Schwarzbauer
Dipl. Chem. Patrick Riefer
Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle
Lochnerstrasse
D - 52056 Aachen
- Dr.rer.nat. Alina-Reghina Adams (NMR)
Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie
Worringer Weg 1
52074 Aachen
Hintergrund:
In der Pedosphere stellen Humin/Ton-Assoziate ein wichtiges Kompartiment im Hinblick auf die Immobilisierung und Umweltstabilität von Xenobiotika einschließlich ihrer Metabolite dar. Dieses Projekt soll weiterführende Erkenntnisse zu den Wechselwirkungen in diesen Systemen erbringen, wobei ein spezieller Augenmerk auf die orts/raumaufgelösten und die struktur-chemischen Aspekte der Humin/Ton-Assoziate liegen soll, da für diese Parameter ein wesentlicher Beitrag zu den Sorptions- und Bindungsverhältnissen immobilisierter Xenobiotika einschließlich ihrer reaktiven Metabolite erwartet wird.
Im Rahmen dieses Projektes soll das biogeochemische und umweltdynamische Verhalten von MCPA und Nonylphenol einschließlich ihrer Metabolite im Hinblick auf die Bildung, die Freisetzung und die Biodegradation von kovalent immobilisierten Rückständen in natürlichen und modelhaften Humin/Ton-Assoziaten untersucht werden. Dazu sollen 13C- und 14C-markierte Verbindungen synthetisiert und zwei ausgesuchten Böden (orthic Luvisol und Cambisol) sowie künstlich hergestellten Humin/Ton-Assoziaten zugesetzt werden. Die natürlichen und synthetischen Assoziate sollen durch FTIR, NMR, spektrophotometrische und mikroskopische Methoden charakterisiert werden. Die gebildeten kovalent immobilisierten xeniobiotischen Rückstände sollen parallel durch invasive und nicht-invasive analytische Methoden qualitativ und quantitativ erfasst werden. Eine Zuordnung der immobilisierten Verbindungen zu verschiedenen Fraktionen innerhalb der Assoziate soll durch sequentielle Extraktionen und Anreicherungsverfahren und nachfolgende Chemolyse sowie GPC und radioanalytische Verfahren erreicht werden. Dabei sollen durch diese invasive Methoden retrospektiv Hinweise auf die Einbindungsmechanismen erhalten werden. Nicht-invasive Methoden (hier im Besonderen NMR-Spektroskopie) erlauben dagegen eine Erfassung der Bindungsverhältnisse in situ.
Desweiteren sollen die Freisetzung und die Abbauprozesse der immobilisierten Rückstände sowie der bakterielle Beitrag und der Einfluss von biologischen oberflächenaktiven Stoffen (z.B. Rhamnolipiden) auf diese Prozesse an den experimentellen Ansätzen untersucht werden.
